Comment tester la résistance à la pression d’un chauffe-eau ?
Un chauffe-eau ou un ballon d’eau chaude est affecté quotidiennement par des cycles de pression et de température. Ils doivent être testés pour vérifier leur résistance à ces conditions d’utilisation. La résistance à la pression doit être vérifiée afin que le chauffe-eau ne subisse aucune fuite/éclatement ni autre détérioration. L’essai en pression cyclée a pour but d’évaluer la durabilité du chauffe-eau, en particulier l’intégrité de son étanchéité et la résistance du revêtement de la cuve au fil du temps.
SOMMAIRE
Quelle est la norme pour tester la résistance à la pression du chauffe-eau ?
La norme “NF EN 12897+A1” fait référence dans les essais dédiés aux ballons d’eau chaude. Cette norme, dont le titre complet est “Prescriptions pour préparateurs d’eau chaude par accumulation à chauffage indirect non ouverts à l’air libre”, se compose d’une multitude d’essais permettant de valider le bon fonctionnement d’un chauffe-eau : réglage de la température, résistance à la pression de la cuve, résistance à la pression du réchauffeur, pression d’épreuve, cyclage de pression …
Comment démontrer la conformité d’un chauffe-eau ?
Afin de prouver leur conformité aux normes européennes, les chauffe-eau doivent subir une batterie d’essais, dont les conditions et les valeurs à respecter sont strictes. Ces essais se présentent sous plusieurs formes :
- Des essais R&D : Ces tests fournissent des informations sur les attributs fondamentaux du chauffe-eau (capacité réelle, puissance, durabilité…). Ils s’effectuent sur un modèle prototype de chauffe-eau avant le lancement de sa production en série;
- Des essais de contrôle de la production en usine par le fabricant : Soit par des tests systématiques sur tous les produits, soit par des tests sur des produits prélevés sur la ligne de production (permettant de s’assurer que le process de fabrication reste conforme).
Différents types de tests:
Test d’épreuve :
Un test d’épreuve consiste à appliquer une pression spécifique pendant un temps donné. Ce test permet d’assurer la tenue mécanique du chauffe-eau. Dans le cadre de la norme NF EN 12897+A1, le ballon doit supporter une pression 2 fois supérieure à sa pression de service pendant une durée de 10 minutes. Le ballon réussit le test si, à l’issue de cette épreuve, il ne présente ni fuite, ni fissuration.
Test de cyclage (durabilité) :
Un test de cyclage a pour but de soumettre le chauffe-eau à des cycles de pression représentatifs de son utilisation normale tout au long de sa durée de vie. Le ballon est soumis à une pression minimale (P1) puis une pression maximale (P2) avec un temps de montée (T1), de maintien (T2) et d’un cycle complet (T3) définis par la norme.
En fonction du type de chauffe-eau (avec ou sans vase d’expansion), les cycles de pression sont appliqués entre 20 000 et 100 000 fois avec une pression maximale (P2) allant de 1 à 1,5 fois la pression de service du chauffe-eau.
Essais de Contrôle de la Production en Usine
À l’issu de l’assemblage de la cuve du ballon d’eau, celle-ci est soumise à deux tests systématiques :
- Pression interne : la cuve est remplie avec un liquide (habituellement de l’eau) et est soumise à une pression correspondant à 1,3 fois la pression de service du produit fini. Si, à l’issue de ce test, des fuites sont constatées, le ballon nécessite alors soit une réparation, soit une mise au rebut.
- Étanchéité : la cuve est mise sous pression (interne ou externe) avec un gaz (habituellement de l’hélium). Le côté qui n’est pas mis sous pression est équipé d’un renifleur permettant de mesurer la quantité de gaz qui s’échappe. À l’instar du test en eau, si des fuites sont constatées, le ballon nécessite alors soit une réparation, soit une mise au rebut.
NB : l’hélium ayant des particules plus fines que l’eau, il permet de détecter des fuites et fissures plus fines.
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Quelles sont les précautions à prendre pour les essais en pression d’un chauffe-eau ?
Les essais sous pression sont des tests simples permettant d’assurer des résultats répétables. Mais la mise sous pression, d’un gros volume qui plus est, n’est pas sans risque.
Dans le cas de l’eau, où la compressibilité est faible, la mise sous pression emmagasine peu d’énergie. Le risque principal des essais à l’eau est la projection d’eau par une fuite ou une fissure. Si cette fuite n’est pas correctement anticipée, de l’eau peut être projetée sur des parties électriques ou sur le sol, pouvant provoquer des chutes pour les personnes environnantes.
Dans le cas d’un gaz, où la compressibilité est élevée, la mise sous pression emmagasine beaucoup d’énergie. Par exemple, avec de l’air pour obtenir 7 bar, il faut injecter 7 fois le volume en air pour atteindre la pression. Cet air comprimé agit comme un ressort ou comme un élastique, il cherche à reprendre sa forme initiale. En cas de rupture d’une pièce, celle-ci peut se retrouver projetée. Il est donc nécessaire d’installer des protections sur les bancs permettant ces essais sous pression.
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Quels sont les autres essais qui permettent de valider la conformité d’un chauffe-eau selon la norme EN 12897 ?
Comme évoqué précédemment, la norme NF EN 12897+A1 ne comporte pas que des essais sous pression. Ces autres essais sont essentiellement lors de la phase de conception d’un chauffe-eau ou lors de la validation du principe de fabrication.
En effet, différentes mesures sont effectuées afin d’établir les performances du ballon, permettant ainsi de déterminer sa fiche technique (fiche qui permet à l’utilisateur de sélectionner le ballon d’eau correspondant à son besoin).
Parmi ces mesures, il y a la mesure de capacité réelle, c’est-à-dire le volume maximal qu’est susceptible de stocker le ballon d’eau chaude.
Il y a également la capacité en eau chaude, il s’agit de la quantité d’eau qu’est capable de fournir le chauffe-eau avec une température supérieure d’au moins 30°C par rapport à l’eau froide.
Des essais en température permettent également de déterminer la puissance de chauffe, l’efficacité ainsi que le maintien en température de l’eau chauffée.
Les chauffe-eau peuvent être équipés d’accessoires permettant d’assurer son bon fonctionnement :
- Soupape d’expansion (NF EN 1491),
- Groupe d’expansion (NF EN 1488),
- Soupape de sécurité (NF EN 1489),
- Groupe de sécurité (NF EN 1487),
- Protection contre les retours d’eau (NF EN 1717),
- Clapet anti-retour (NF EN 13959),
- Réducteur de pression (NF EN 1567) …
Tous ces accessoires sont également soumis à des normes, assurant leur bon fonctionnement. Ils peuvent être, dans certains cas, testés sur le même banc que le chauffe-eau, ou sur des bancs spécifiques permettant de répondre aux exigences des normes correspondantes.
Pour résumer, les chauffe-eau marqués “NF EN 12897+A1”, dont le fonctionnement est totalement transparent pour la plupart des utilisateurs, sont des appareils ayant subi de nombreux essais afin d’assurer un fonctionnement optimal et une totale sécurité.
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